[发明专利]一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料及其制备方法

权利要求书

1.一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料，其特征在于，具有下式所示的结构：

其中，R为H或 ；X=2-12。

2.权利要求1所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

    （1）将二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6进行修饰改性，使其分子结构中带上具有反应活性的胺基，获得的产物的结构式如下：

（2）制备含卤代烷基的硅基前驱体；所述的含卤代烷基的硅基前驱体的结构式如下：

其中，L基团为氯原子、溴原子或者碘原子中的任意一种；X=2-12；

（3）将胺基取代的二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6与步骤（2）制得的含卤代烷基的硅基前驱体反应，从而将杯芳烃冠醚基团键合于硅基载体上即得到一类 新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料；合成过程如下：

将胺基取代的二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6溶于溶剂，加入步骤（2）制得的含卤代烷基的硅基前驱体和催化剂，其中胺基取代的二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6与含卤代烷基的硅基前驱体的摩尔比为1:2-20:1；在氮气保护及强烈搅拌下，升温至25-150℃后反应至少1小时；然后过滤反应混合物，并用去离子水、乙醇反复洗涤固体产物颗粒，真空干燥除去溶剂即得到一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料。

3.根据权利要求2所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述的修饰改性过程涉及二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6的硝化和还原胺化两步反应，具体反应如下：

a) 硝化反应：称取200毫克二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6溶解于10mL乙酸酐中，降温至-15℃；保持搅拌，缓慢滴加入5mL乙酸酐、5mL乙酸和26微升发烟硝酸；滴加完毕，反应混合物升温至室温，搅拌反应过夜；反应结束后，产物倒入冰水中，并用乙醚萃取两次；分离有机相，用饱和NaHCO₃溶液洗涤三次，并用无水硫酸镁干燥；旋蒸除去有机相溶剂，剩余产物用硅胶柱分离纯化，洗脱液为体积比为7:3的环己烷/乙酸乙酯混合液；

b) 还原反应：称取62毫克上述二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6的硝化产物、175毫克SnCl₂分散于3.7mL乙醇中，回流反应过夜；产物倒入冰水中，用1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9，用二氯甲烷萃取三次；有机相用无水硫酸镁干燥，过滤、旋蒸出去二氯甲烷即得到产物。

4.根据权利要求2所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述的含卤代烷基的硅基前驱体的制备方法如下：

制备含卤代烷基硅树脂前驱体所需配方含有A，B两类硅烷单体；其中，单体A是下式所代表的化合物中的任意一种或多种：

单体B为四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种；

单体A与单体B的摩尔比为（0.05-20）：1；

将单体A和单体B混合溶解于乙醇，加入去离子水和三乙胺或二月桂酸二丁基锡作为催化剂，搅拌均匀，20-50℃条件下静置1-6天，待硅烷单体凝胶化；将已凝胶化的块状聚硅氧烷研磨成颗粒，干燥得到所述的硅树脂前躯体，将其研磨成微米级粒子后备用。

5.根据权利要求4所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，所述的单体A为3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷、3-碘丙基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三甲氧基硅烷、4-溴丁基三甲氧基硅烷和4-碘丁基三甲氧基硅烷中的一种或多种；单体A与单体B的摩尔比为（0.6-3）：1。

6.根据权利要求2所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，胺基取代的二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-冠-6与含卤代烷基的硅基前驱体摩尔比为1:1-5:1。

7.根据权利要求2所述的一类新型杯芳烃冠醚键合型硅基吸附材料的合成方法，其特征在于，步骤（3）中所述的溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。